2012-13

Σχεδιασμός και κατασκευή ενός περιστροφέα δοκιμαστικών φιαλιδίων- tube rotator

Νίκος Φ. Καβαλόπουλος

facebook profile
email me

Ευχαριστίες
στον Γιώργο Κανακάρη για την βοήθεια και συνδρομή του

Εισαγωγικά: Τι είναι ένας tube rotator;Ένας περιστροφέας δοκιμαστικών σωλήνων ή αλλιώς tube rotator είναι μια διάταξη αυτόματης περιστροφής δοκιμαστικών σωλήνων με λειτουργία χαμηλών στροφών και περιστροφή κάθετη στον άξονα των σωλήνων
Ο σκοπός του είναι να αυτοματοποιήσει και να διευκολύνει διάφορες εργασίες ενός εργαστηρίου όπως την συνεχή ανάδευση διαλυμάτων, την ομογενοποίηση διαλυμάτων και την διάλυση στερεών ουσιών σε υδατικά και αλκοολικά διαλύματα

Τυπικά εμπορικά παραδείγματα


Λειτουργικές απαιτήσεις
η διάταξη που θα κατασκευαζόταν έπρεπε να ικανοποιεί συγκεκριμένες απαιτήσεις του Εργαστηρίου Εμβιομηχανικής οι οποίες ήταν :

• lΛειτουργία εντός του επωαστηρίου (incubator)
• Αυτόματη και συνεχόμενη λειτουργία
• Υλοποίηση διαφορετικών βαθμών ανάδευσης
• Υποστήριξη πολλών σωλήνων και διαφορετικών διαμέτρων

Σχεδιαστικές απαιτήσεις
προκειμένου να υλοποιηθούν οι παραπάνω λειτουργικές απαιτήσεις έπρεπε ο σχεδιασμός της νέας διάταξης να περιλαμβάνει τα εξής στοιχεία

• lΙκανότητα λειτουργίας σε περιβάλλον 100% υγρασία και 30ο+ C(για να λειτουργεί εντός του Incubator)
• Αυτόνομη Λειτουργία
• Υλοποίηση διαφορετικών γωνιών περιστροφής για δυνατότητα διαφορετικών βαθμών ανάδευσης
• Μεγάλη χωρητικότητα

Βασική ιδέα

υλοποιούνταν διαφορετικοί βαθμοί ανάδευσης μέσω της γωνίας που έχουν οι πλάκες σε σχέση με
τον άξονα περιστροφής, ενώ ταυτόχρονα υποστηρίζεται μεγάλος αριθμός φιαλιδίων με ποικιλία
διαμέτρων


Επιπλέον πλεονέκτημα αποτελεί και η διαρθρότητα (modularity) της κατασκευής που
διευκολύνει αντικατάσταση χαλασμένων μερών και επιτρέπει πολλές επιλογές λειτουργίας στον
χρήστη

Πρώτος σχεδιασμός

αν και ενσωματώνει όλες τις σχεδιαστικές απαιτήσεις παρουσιάζει πρόβλημα εξ αιτίας του μεγάλου μεγέθους της διάταξης και τις ελλιπούς στεγάνωσης το κινητήρα. Αρα η διάταξη δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει κανονικά στο εσωτερικό του incubator

Ανασχεδιασμός

Στην τελική της μορφή η διάταξη πλέον υπακούει σε όλες τις απαιτήσεις

• μικρό μέγεθος
• καλή στεγανότητα του κινητήρα
• απλή αυτόματη λειτουργία
• μεγάλη χωρητικότητα (πάνω απο 60 φιαλίδια ταυτόχρονα)
• υποστήριξη πολλών βαθμών ανάδευσης (έως και 2 διαφορετικοί ανά λειτουργία σε από 0-90ο ο καθένας)

Υλικά που χρησιμοποιήθηκαν

• πλεξιγκλάς στις πλάκες, για καλή στερέωση των φιαλιδίων
• αλουμίνιο στον κύριο άξονα και στο περίβλημα, για μείωση του βάρους και αντοχή σε διάβρωση
• ορείχαλκος στον εγκάρσιο άξονα, για καλή μη διαβρούμενη επαφή με τον κύριο άξονα
• πολυαμίδιο στις συνδέσεις των πλακών, για καλή συγκράτηση χωρίς ανάγκη επιπλέον δεσίματος πάνω στον εγκάρσιο άξονα

Byproducts

Οι πλάκες είναι αποσπώμενες οπότε μπορούν να λειτουργήσουν και εκτός του περιστροφέα. Έτσι αν χρησιμοποιηθούν την ώρα προετοιμασίας των φιαλιδίων σαν βάσεις συγκράτησης. Έπειτα απλά τοποθετούνται στον περιστροφεά χωρίς να χάνεται χρόνος για την μεταφορά φιαλιδίων απο την μία διάταξη στην άλλη


Επόμενα βήματα

• lΥλοποίηση συστήματος ελέγχου για πλήρη αυτοματοποίηση
• Κατασκευή γκάμας πλακων για υποστήριξη πολλών διαφορετικών λειτουργιών (αριθμος και συνδιασμός φιαλιδίων)
• Έλεγχος στεγανώσεων μέσω συνεχόμενη λειτουργίας σε διαβρωτικό περιβάλλον

Design references
lhttp://www.m-r-c.co.il/
lhttp://www.core77.com
lhttp://www.boekelsci.com
lhttp://www.terrauniversal.com
lwww.miltenyibiotec.com/
lwww.thermoscientific.com
lwww.argos-tech.co
lwww.heidolph-instruments.co
lhttp://www.fisher.co.uk
Other Designs:

http://www.invitrogen.com/site/us/en/home/brands/Product-Brand/Dynal/HulaMixer-Sample-Mixer.html